Elementos de La Fundación

Universidad de Los AndesFacultad de IngenieraDepartamento de Vas

Investigacin del subsuelo - Tipos de FundaciTipos de Fundacin y n y

Elementos de la FundaciElementos de la Fundacinn

Prof. Silvio Rojas

Enero, 2007


Fundaciones

Las tablas 18, 19, 20, 21, 22, 23 y 24, presentan correlaciones y valores de parametros de gran utilidad para el ingeniero en sus diseos preliminares.

Tabla N 18.:Valores empricos de , , Dr con N del SPT en suelos granulares normalmente consolidados y una profundidad de 6 m ( Bowles).

Descripcin Muy suelta Suelta Mediana Densa Muy densa

Dr 0 - 15 15 - 35 35 -65 65 - 85 85 - 100N70 SPT

FinoMedioGrueso

-

1 22 33 6

-

3 6 4 75 9

-

7 158 2010 25

-

16 3021 4026 45

-

-

> 40> 45

FinoMedioGrueso

26 2827 2828 30

28 3030 3230 34

30 3432 3633 40

33 3836 4240 -50

> 50

hum (ton/m3) 1.1 1.6 1.4 1.8 1.7 2.0 1.7 2.2 2 .0 2.3


Fundaciones

Tabla N 19: Relacin de energa estndar (Bowles, 1988)

Gua preliminar para formar un criterio sobre la compacidad in situ de los depsitos de suelos granulares sin cohesin.

(ER)estndar Referencia 50 55 (usar 55) Schmertman (1983)

60 Seed et al (1985), Skempton(1986)

70 80 (usar 70) Riggs (1986)

N de Golpes Dr0 4 Muy suelta4 10 Suelta

10 30 Mediana30 50 Densa

> 50 Muy densa

Tabla N 20: Relacin numero de golpes y densidad relativa (Terzagui y Peck)


Fundaciones

Tabla N 21: Correlacin entre qu, consistencia y SPT.

qu: resistencia a la compresin simple.Una expresin para la determinacin de qu en funcin del numero de golpes.

Valores de c:- Arcilla de baja plasticidad, 0.1 a 0.20.- Arcilla muy limosa o arenosa 0.05 a 0.15

Consistencia N SPT qu (Kg/cm2) sat(ton/m3)Muy blanda 0 2 0 0.25 1.60 1.90

Blanda 2 4 0.25 0.50Media 4 8 0.50 1.00 1.76 2.07

Consistente 8 15 1.00 2.00 1.90 2.24Muy consistente 15 30 2.00 - 4.00

Dura 30 4.00

Ncqu =


Fundaciones

Tabla N 22: Espaciamiento tentativo de las perforaciones Sowers (1970)

Suelos uniformes pueden duplicarlos espaciamientos. Suelos irregulares reducir a la mitad.

Estructura Espaciamiento (m)Edificios industriales de un piso 30 40

Edificios de varios pisos 15 30

Excavaciones para prstamo 30 120

Presas de tierra, diques 30 60

Carreteras (investigar subrasante) 300 - 600


Fundaciones

Tabla N 23:Profundidad de sondeos. (Sowers 1970) condiciones promedio.Ancho

Deledificio (m)

Numero de pisos1 2 3 4 5

Profundidad del sondeo (m)30 3.5 6.0 10.00 16.00 24.0060 4.0 6.5 12.50 21.00 33.00120 4.0 7.0 13.50 25.00 41.00

Para estructuras temporales los factores se pueden reducir al 75% de los valores indicados. Para edificios excepcionalmente altos tales como chimeneas y torres o cuando se tema una falla progresiva, los factores deben incrementarse en un 20 a 50 %.

Tabla N24: Factores de seguridad por falla portant e. (Vesic 1975).Puentes de ferrocarril almacenes, silos, muros de contencin

Carga mxima de diseo, ocurre con frecuencia, consecuencias desastrosas si falla

Exploracin completa

3

Exploracin no completa

4

Puentes viales, edificios livianos, industriales o pblicos

Carga mxima de diseo, puede ocurrir ocasionalmente. Consecuencia seria si falla

Exploracin completa

2.5


3.5

Edificios de apartamentos y oficinas

Carga mxima de diseo, poco probable de ocurrir

Exploracin completa

2.0


3.0


Fundaciones

Sowers. 1970 sugiere. Relacin entre la profundidad de los sondeos Zb, con el numero de pisos, S.

Estructura ligera de acero o estrecha de concreto.Estructura pesada de acero o ancha de concreto.

S = 5 pisos Zb 9 m estructura ligeraS = 5 pisos Zb 18.5 m estructura pesadaA continuacin, otras recomendaciones de la profundidad de las perforaciones

70.03 SZb =70.06 SZb =


Fundaciones

1.5B1.5B BB

1.5B1.5B BBBB DD 2/3D2/3D

1.5B1.5B

BB

1.5B1.5B


Fundaciones

Nota.La profundidad de la perforacin debe suministrar la informacin sobre aquellas caractersticas que permitan llevar a cabo las predicciones de asentamientos, y que comprenden todos los estratos que puedan consolidarse o comprimirse bajo las cargas de la estructura.

Recomendaciones de Hvorslev, refirindose a sugerencias de De Beer.Llevar las perforaciones a una profundidad, tal que el incremento de presin producido por las fundaciones a esa profundidad, sea de un 10% de la presin efectiva existente.

Nota.Cualquier recomendacin debe considerarse sin validez en los casos de suelos muy comprensibles, o rellenos no controlados.

Puede comprender desde un simple examen visual del suelo

Calicatas a poca profundidad

Perforaciones preliminares, ensayos in situ, muestreo, CPT, ensayos de laboratorio, estudio de aguas subterrneas, nivel fretico

Perforaciones complementarias entre las ya existentes. Chequeo de algn parmetro in situextraccin del material para obtener nuevamente parmetro de valores dudosos o para la definicin de los mismos a intervalos de Prof. mas pequeos

Fase 1

Fase 3

Fase 2

Fase 4

Costo 4Costo 3

Costo 2Costo 1

Costo 1< costo 2

RECOPILACION DE LA INFORMACION AlcaldasMinisteriosUniversidadesInstitutos

RECONOCIMIENTO Vistas de campo (inspeccin visual)Planificacin del trabajo de exploracinPermite elaborar el presupuesto

TRABAJO DE CAMPORealizacin de calicatasEjecucin de perforaciones Sondeos CPTEnsayos de refraccinEnsayos de placa, otros

INVESTIGACIONDETALLADA

Sowers 1970 plantea:a.Estructuras muy seguras, el riesgo ser pequeo de asentamientos. Por tanto no es necesario estudios adicionales. Con la informacin disponible se hace el diseob.La estructura se presenta segura y con asentamientos admisibles. Sin embargo estudios adicionales permiten analizar otras alternativas de diseosc.La estructura es insegura. Posiblemente con asentamientos no admisibles o falla general. Es necesario estudios adicionales para analizar otras propuestasd.Las estructura es totalmente insegura, no es necesario hacer estudios de exploracin y geotcnicos

FASE 0

FASE I

FASE II y III

FASE IV

Estructura segura

Estructura segura otra alternativa

Diseo insegura con la informacin

Se requiere una perforacin ms profunda

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VIII.-TIPOS DE FUNDACIN-ELEMENTOS DE LA FUNDACIN-REQUISISTOS DE UNA FUNDACIN-IMPORTANCIA DE UNA BUENA INVESTIGACIN SUBTERRNEA.Es un elemento estructural que sirve para transmitir las cargas de la superestructura al suelo de fundacin.

Principio o fundamento de una fundacin (Zapata o Cimiento):Recibir las cargas de la superestructura para distribuirlas en el suelo de fundacin, no permitiendo asentamientos mayores a los admitidos por la superestructura, y resistiendo los esfuerzos cortantes y momentos flectores producidos por la carga de la superestructura y la reaccin del suelo. La figura muestra la distribucin de esfuerzos que hace la zapata o fundacin al suelo de soporte.


Fig. 66.- En la figura se muestra la distribucin de esfuerzos idealizada

Fig. 67.- Tipos de Fundaciones

La figura presenta un esquema de los diferentes tipos de fundaciones superficiales y profundas

Profundas

Superficiales

Fundacin directa cuadrada y rectangular Se disea cuadrada cuando no existe ninguna restriccin de espacio para su construccin . Se disea rectangular cuando existe restriccin de espacio en una direccin. Ejemplo: ubicacin de ascensores, escaleras, depsitos subterrneos, etc.

Fundacin cuadradaFundacin rectangular

As para flexin

Fig. 68.- Seccin y planta de una fundacin cuadrada y rectangular.

MayorConcentracin de acero en el centro


Fundacin combinada rectangular: Se disea en linderos para eliminar excentricidad de la zapata. Cuando la distancia entre fundaciones directa sea pequea. Cuando exista solape entre fundaciones directas.

Posible lindero

Seccin pasando por el centro de la viga

Fig. 69.- Fundacin combinada rectangular


Seccin de fundacin combinada rectangular con viga rgida.Viga T invertida para una fundacin combinada rectangular

Fundacin combinada rectangular

Fig. 70.- Viga en T invertida para una fundacin combinada rectangular.


Fundacin combinada trapezoidal Se disea en linderos para eliminar excentricidad de la columna del lindero. Cuando la distancia entre fundaciones sea pequea. Cuando exista solape entre fundaciones directas.

Fundacin combinada trapezoidal

Q1>Q2

Fig. 71.- Fundacin combinada trapezoidal.


Fundaciones combinadas en voladizo Se usan cuando la separacin entre columnas es grande y el terreno es de buena capacidad de soporte. Evita grandes excavaciones. Reduce la cantidad de acero y concreto, en comparacin con una losa rectangular.

Fundaciones combinadas en voladizo (bases conectadas con

viga rgida en Cantilever)

Fig. 72.-Zapatas individuales enlazadas con viga rgida en cantilever


Losa rgida Distribucin de la carga uniformemente. Produce asentamiento uniforme. En suelo donde existen grandes peones, laso superficial evita remover los mismos. Sirve de puente en suelos donde existen lentes de material plstico, transmitiendo las cargas al suelo mas resistentes que rodea esos lentes. La losa puede ser de compensacin parcial ubicndola a cierta cota por debajo de la superficie del terreno, por tanto los esfuerzos transmitidos al suelo son menores a los que provienen de la estructura. La losa puede ser de compensacin total ubicndola a cierta cota por debajo de la superficie del terreno, por tanto los esfuerzos transmitidos al suelo son nulos.

Losa rgida armada en ambos sentidos, de compensacin parcial o compensacin total

Fig. 73 Losa rgida superficial, de compensacin parcial o compensacin total.


Fundacin continua para un muro armado

Fig. 74.- Fundacin continua para un muro armado.


FUNDACION CONTINUA

Fig. 75.- Seccin del muro mostrando el acero de flexin y de retraccin


Fundaciones profundas conformadas por grupos de pilotes

Fig. 76.- Fundaciones profundas conformadas por grupos de pilotes.


Fundaciones profundas donde se observa el bulbo de esfuerzos

Fig. 77.- Fundaciones profundas donde se observa el bulbo de esfuerzo


SELECCIN DEL SISTEMA DE FUNDACIONES

Sistemas de fundaciones propuestos

s.r Asent adm pero ms grandes. Menor costo

s.r Asent menores pero mayor costo. Mas cerca o mas retirado de NF

s,.r Mayor costo, sin asent ms pequeos, mayor exig. Constructivas.

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Factores que ayudan al ingeniero en la seleccin de la fundacin

Tome en cuenta el perfil litolgico y el estudio de suelos (nivel de agua, parmetros de resistencia y compresibilidad). Adems revise la informacin geolgica. Ejemplo: estratos compresibles de arena o arcilla; suelos con propiedades muy variables por ser muy heterogneos; inestabilidad en la zona.

Considere el tiempo de construccin y costos.

Maquinaria disponible.

Ordenanzas pblicas.


Inspeccionar construcciones vecinas (evitar problemas legales debido a linderos o posibles efectos en las construcciones existentes, invasin de propiedad a travs de anclajes temporales o permanentes, etc.)

Considere problemas durante la construccin. Por ejemplo: flujo de agua hacia la zona de construccin, provenientes de acuferos libres o confinados.

Experiencias de obras similares con los mismos problemas de fundacin y de linderos.


Requisitos bsicos de una fundacin Cota de fundacin segura

Fig. 79.- Fundacin empotrada a una cota segura.

Empotramiento seguro

Resistencia al cortante

Asentamientoadmisible

Estable contra flujos de agua

Suelo de fundacin no se degrade en el tiempo


Requisitos bsicos de una fundacin La cota de fundacin debe ser segura contra la erosin del materialpor encima de la cota de fundacin o tubificacin del suelo de soporte.

Segura respecto a las propiedades del material, de manera que noestn propensas a alteraciones qumicas, como consecuencia de filtraciones de agua con mezcla de elementos qumicos o de aguas orgnicas.

Debe ser segura a que su ubicacin no est por encima de una zona potencial de deslizamiento.

El suelo portante y la fundacin, deben ser seguros respecto a las cargas de fallas ltima. Esto evita asentamiento no admisibles o fallas estructurales que no permiten que la falla de fundacin cumpla su objetivo para la cual fue construida.


Suelo que determina la capacidad portante Fig. 80.- Movilizacin del suelo de fundacin por debajo de la zapata .

Asentamiento de la fundacin debe ser menor que el admisible La fundacin seleccionada y sus sistema constructivo, no debe afectar las estructuras vecinas.

Procedimientos generales del diseo: Seleccione la profundidad de empotramiento (Df), es decir la cota de fundacin. Determina la capacidad admisible del suelo para cierto factor de seguridad (fig. 81).


Realice el diseo considerando dos o ms sistema de fundacin. Estime los asentamientos para cada uno de ellos . Haga su seleccin definitiva con una o varias alternativas.

Fig. 81.- Definicin del factor de seguridad por capacidad portante y por resistencia movilizada.


Elementos de una fundacin

Pedestal: Prolongacin de la columna enterrada en el suelo. Se debe cumplir: _____Su _altura______ ___ < 3

Dimensin _lateral _ menor La relacin obliga a que su diseo sea el correspondiente a una columna corta. Su acero es el mismo de la columna. Esto proporciona acero en exceso, ya que el pedestal no tiene posibilidad de pandeo, debido a que esta rodeado de suelo bien compactado.

Fig. 82.- Elementos de una fundacin


EI recubrimiento mnimo es de 7 cm. Sin embargo el mnimo ser 7.5 cm ya que a las dimensiones de la columna se le suma 5 cm a cada lado (ver fig. 83).


EI pedestal disminuye el momento f1ector en la base y los esfuerzos de corte, producidos por la reaccin del suelo.

Da mayor estabilidad al conjunto de la fundacin.

En el caso de columnas metlicas el pedestal rodea la columna y la plancha en la base (fig. 83)

Fig. 83.- Zapata y pedestal para una columna de acero.

Recubrimiento mnimo 7 cm.

Viga de riostra (fie. 84 y fie. 85): Estimacin del acero. (son elementos a tensin)

Fig. 84.- Viga de riostra conectando columnas adyacentes.

En las vigas de riostra con la altura igual mayor a 75 se deberdisponerse armadura de paramento.

Unen las fundaciones para mantener constante su separaci6n. En zonas ssmicas se conectan ortogonalmente.


Viga de riostra (fie. 84 y fie. 85): Estimacin del acero. (son elementos a tensin)

Otra recomendacin para el acero es:

Area de concreto considerando la resistencia a la tensin del concreto

Estribos en la riostra S 30 em S 12 b longitudinal

Estribo mnimo b = 3/8"

fymxPAS

=

70.0_10.0 70.0_.10.0 == fyAsmxPT

concretodeAreaAs __010.0 >fy

cfAcAs '15.0

fymxP

cfmxpdbAc

+

==

70.0_15.0

10.0_15.0

.


Fig. 85.- Viga de riostra las columnas a nivel del piso y a nivel de la zapata.


Por qu se deforma la superestructura? (ver fig. 86)

Fig. 86.- Asentamientos uniformes y no uniformes en el sistema de fundacin.

Las fisuras de la fig. 86, indican que el sistema de fundacin sufriasentamientos no admisibles por la superestructura, lo cual produjo fisuras o agrietamientos, notndose adems la inclinacin en algunos elementos estructurales de la superestructura. Se puede inferir, la inclinacin de algunos elementos estructurales por la deformacin de suelo de fundacin. Se ve entonces que el funcionamiento de la superestructura o su apariencia depende del comportamiento del suelo. (La estructura esta supeditada al suelo de fundacin).


Por que el asentamiento que sufri el suelo se reflejo en la superestructura? :Porque el asentamiento admisible de la superestructura es menor que el ocurrido (admisible < ocurrido).

Algunos factores determinantes en que el asentamiento que sufre el suelo bajo las cargas de la superestructura sea mayor al admisible son:

Las propiedades fsicas, mecnicas e hidrulicas usadas en el diseo. EI modelo de comportamiento aplicado para representar la interaccin suelo-fundacin. Alteracin de las propiedades del suelo luego de la construcci6n. Alteracin de las cargas transmitidas al suelo. Variaciones en las condiciones del agua en la masa de suelo.


Vemos la importancia de hacer una buena investigacin del subsuelo.

Qu aporta la investigacin del subsuelo?

Conocimiento del perfil litolgico.

Conocimiento del nivel fretico y sus variaciones en las distintas condiciones del clima.

Variaciones de sus propiedades con la profundidad.

Comportamiento de las estructuras ya construidas cercanas al sitio de estudio.

El siguiente cuadro, resume lo anterior, donde esta implcito la determinacin de la capacidad del suelo de soportar cargas, el asentamiento que puede sufrir la fundacin bajo las cargas de la estructura y finalmente el sistema de fundacin mas conveniente.

Un diseo satisfactorio dependen de: Principalmente de las propiedades fsicas y mecnicas utilizadas en el modelo.

Que el modelo sea representativo para ese tipo de suelo, cuando se carga a travs de un elemento estructural como es una fundacin.

Diseo econmico cumpliendo con los requisitos de seguridad.

Que importancia tienen los estudios del subsuelo? Realizar el anteproyecto y proyecto con una investigacin del suelo exactamente del sitio donde se ejecutara el mismo.

Prever demoras en la construccin por falta de conocimiento en el suelo de fundacin.

Prever que sistema de construccin debe usar para evitar afectar a estructuras vecinas o accidentes en la misma obra.

Tener un documento previo que facilita cualquier modificacin del proyecto durante el desarrollo de su construccin.

Sirve para hacer futuras licitaciones. Sirve para encontrar las dimensiones del sistema de fundacin a construir. Permite estudiar varias alternativas de los sistemas de fundacin ya conocidos

Permite ubicar la cota de fundacin de acuerdo a las bondades del suelo.


Fundaciones

IX.- RECOMENDACIONES PARA LA SELECCION DE LA FUNDACION

1. Tipos apropiados de fundacin para diversas condiciones del sitio.

Fig. 87.- Fundaciones directas seleccionadas para ambos perfiles


Fundaciones

Fig. 89.- Cota de fundaci6n en la lnea de estratificacin. N.F afectando el proceso constructivo y capacidad portante.

Fig. 88.- Fundaciones directas seleccionadas en ambos perfiles con N.F sin afectar la capacidad portante.


Fundaciones

Fig. 90.- Cota de fundacin por debajo de la lnea de estratificacin. N.F afectando proceso constructivo .

El autor recomienda pilotes. Estos sern funcin del espesor del estrato blando y de su compresibilidad .

Tambin se puede disear fundacin directa, y un sistema de wellpoints para la extraccin del agua.

Si la cota de fundacin es obligada, y disea losa, se debe usar un sistema de wellpoints y un sistema estabilizante de las paredes.

Fig. 91.- Sistema de fundacin de pilotes trabajando por punta y por friccin - existe una condicin hidrodinmica

La cota de fundacin de la punta de los pilotes, se puede estimar en funcin de los empujes del agua, sobre los mismos (Ver solucin con tablestacado).

Se debe tomar en consideracin el flujo de agua, que puede causar arrastre de los finos (tubificacin).

Pilotes con suelo firme ??

Si existe la posibilidad: Intersectar el agua con un canal + una pantalla con sus drenajes.

Fig. 92.- Placa de fundacin como sistema de fundacin ubicada en la lnea de estratificacin. Existe una condicin hidrodinmica.

Losa en superficie ?Losa con sotano?

Si existe la posibilidad: Intersectar el agua con un canal + una pantalla con sus drenajes.

Fig. 93.- Sistema de fundaciones directas para el primer perfil. Para el segundo perfil, el sistema de fundacin es una losa de compensacin con pantallas rodeando la losa.

Muros colados para estabilizar las paredes el recorrido del flujo hacia el fondo de la excavacin.(ver lmina siguiente)

Muros colados

Se construyen previo a los trabajos de excavacin Su retiro de construcciones vecinas 20 a 30 cm. Se ejecutan en paneles de 5 m de largo x 0.60 , 0.80, 1.00, 1.20, 1.50 m de ancho y prof. Que pueden alcanzar los 35 m.

Hasta donde llegan los pilotes? Es factible desde el punto de vista de los costos?

Cuanta agua llega al fondo de la excavacin?

Figura 94.- Sistema de fundacin conformado por pilotes trabajando por punta. En la losa estime los asentamientos. Es permitido?

Estabilidad de las paredes en las losas profundas. Tome en consideracin las construcciones vecinas

Por induccin, observando el problema general. Se debe intuir, daos a otras obras.


Fundaciones

Figura 95.- Propuesta de varios sistemas de fundacin.


Fundaciones

2. Seleccin tentativa de los tipos de fundacin tomando en consideracin el nivel fretico.

Figura 96.- Varios sistemas de fundacin recomendados para ambos perfiles. El sistema de cajones, ha sido sustituido por concreto proyectado, anclajes o muros colados. Tambin por pilotes de acero hincados previamente.

Fig. 98.- Varios sistemas de fundacin. Se establecer una condicin hidrodinmica al hacer la excavacin.

Fig. 99.- Sistema de fundacin recomendado son los cajones.

Muros colados

Muros coladosWellpoints

Wellpoints

s.R soluciones para suelos blandos o arenas sueltas.

s.Rsoluciones para suelos blandos o arenas sueltas.

S.R si el suelo es granular y denso. Cul es la solucin?Propuesta: Toda la excavacin rodeada de geomenbrana + construccin de muros pantalla vaciados in situ y losa de concreto en la base.


Fundaciones

Fig. 100.- Sistema de fundacin recomendado son los cajones..

Muros coladosWellpoints


Fundaciones


Fundaciones

3.- Seleccin tentativa de tipos de fundacin con base en las condiciones del sitio.

Fig. 101.- Sistemas de fundacin recomendado para la estructura ligera y pesada es el mismo. Suelo de fundacin resistente.


Fundaciones


Fundaciones

Fig. 102.- Los sistemas de fundacin recomendados para la estructura ligera difieren de los recomendados para la estructura pesada. La estructura pesada puede consolidar el estrato subyacente blando.


Fundaciones


Fundaciones

Fig. 103.- Sistemas de fundacin recomendados aparentemente son iguales para la estructura ligera y laestructura pesada. En la estructura pesada la losa ser de compensacin total o parcial.


Fundaciones


Fundaciones

Fig. 104.- Aparentemente los sistemas de fundacin deben diferir. Sin embargo hay que tomar en cuenta el espesor del estrato blando y su resistencia en el caso de la estructura ligera, a fin de decidir s se elige la lnea de estratificacin como cota de fundacin.


Fundaciones


Fundaciones

4.-Otras ilustraciones sobre condiciones del suelo y tipos apropiados de fundacin

Fig. 105.- Fundacin directa como sistema de fundacin. El suelo de soporte es granular y compacto.

??

Fig. 106.- Fundacin directa como sistema de fundacin. El suelo de soporte es una arcilla resistente.

Fig. 108.- Fundacin directa como sistema de fundacin. La cota de fundacin estubicada en la arcilla resistente, muy cerca de la lnea de estratificacin lo cual no es favorable debido a la presenciadel estrato de arcilla blanda subyacente.

Losas

Losas


Fundaciones

Fig. 109.- Sistemas de fundacin recomendados es una losa o sistemas de pilotes. Como la arena de baja densidad relativa, los pilotes trabajando por friccin son los mas recomendados en este caso.


Fundaciones

Fig. 110.- Sistema de fundacin recomendado son pilotes trabajando por punta en la arcilla dura y por friccin en el estrato de arcilla media. Si los pilotes son acampanados su capacidad de carga por punta ser mayor.


Fundaciones

Fig. 111.- Sistema de fundacin recomendado son pilotes trabajando por punta. Alta capacidad de carga proporcionada por la roca. Aqu se debe es chequear es la resistencia del pilote como elemento estructural.


Fundaciones

Fig. 112.- Sistema de fundacin recomendado son pilotes trabajando por friccin y por punta. Probablemente el autor estconsiderando una estructura pesada que puede consolidar el estrato Blando de arcilla, s el sistema de fundacin se ubica en la arena densa.

Fig. 113.- Sistemas de fundacin con pilotes(la justificacin puede ser la misma anterior).

Fig. 114.- Sistema de fundacin ms recomendado puede ser las fundaciones directas ubicadas en la lnea de estratificacin. Tambin las pilas, tal como se indica.


Fundaciones

Fig. 115.- Sistema fundacin por pilotes, tomando en cuanta lo recomendado en el cuadro.

3.- Seleccin del tipo de fundacin de acuerdo con la condicin del suelo y el tipo de estructura.

Fundaciones superficiales

Tipo de fundacin Condiciones del suelo

Tipo de estructura

Fundaciones directasCimientos combinadosCimientos continuosPlacas de concreto

Toda clase de suelos: cohesivos y no cohesivos. Precaucin en los limos.

Fbricas, fundaciones de maquinaria; postes; pilas de puentes. Otras edificaciones livianas ??.

Placas de concretoreforzado con y sin refuerzo de vigas.

Suelos cohesivos de pobre capacidad portante; precaucin en los limos.

Edificios; viviendas.

Fundaciones superficiales

Roca a profundidad no alcanzable

Estructuras no sensibles a asentamientos.

Fundaciones profundas

Tipo de fundacin Condiciones del suelo

Tipo de estructura

Pilares Donde es posible transmitir cargas a capas portantes firmes; precaucin en los limos.

Estructuras altas; edificios, torres,chimeneas, faros, fundaciones de mquinas, que no deben sufrirvibraciones ni asentamientos intolerables.

Pilotaje: transmisin de cargas a estrato portante firme.

Manto portante firme,casi rocoso, a profundidad econmicamente viable.

Fundaciones de puentes; faros; edificios altos; fundaciones pesadas de mquinas.

Los pilotes prefabricados de concreto son adecuados para fundaciones superficiales

En suelos con muchas capas de condicin variable.

Todo tipo de estructura

Pilotes con bulbo de base sobre suelo firme pueden transmitir pesadas cargas

Cualquier suelo Todo tipo de estructura

Pilotes atornillados Suelos cohesivos Se usan cuando los pilotes quedan sometidos a fuerzas de traccin, y en estructuras temporales.

Pilotes de acero En suelos donde el acero no sufre ataques severos, por ejemplo, en suelos densos no corrosivos y en suelos con elevada friccin suelo-acero.

Todo tipo de estructuras.

Pilotes de compactacin Adecuados para suelos arenosos y areno arcillosos.

Cajones autofundantesabiertos

Para transmitir cargas a estratos portantes firmes, o donde la roca es alcanzable.

Edificios elevados.Fundaciones pesadas de mquinas libres de vibracin.Fundacin de puentes.

Tablestacados En suelos finos con altas presiones de agua.En suelos con alta velocidad del flujo del agua (gradiente elevado)Donde se prev problemas de tubificacin por debajo de la base del cimiento.

Presas de embalse, para aumentar la longitud de la trayectoria del flujo, reduciendo el gradiente.

Columnas de grava:Este mtodo consiste en introducir en el suelo blando una columna de grava compactada a modo de pilote y le da capacidad portante y de drenaje al terreno tratado.En el pasado se empleaba casi exclusivamente en grandes infraestructuras debido a las necesidades de equipos y materiales empleados en la va hmeda, con la aparicin de los equipos de vibracin por va seca con descarga de la grava interior, se ha convertido en el sistema ms empleado por su versatilidad y economa general para conseguir los objetivos de mejora del terreno en el menor tiempo posible.

Vibrocat para ejecucin de columnas de grava por va seca y con descarga inferior.

Cajones:Son pilares debajo debajo de las edificaciones.

Cajn cerrado: Es una caja cerrada en el fondo y sin techo.Conviene usarlos cuando no se necesita excavacin y el fondo del ro est ms o menos nivelado

Puede quedarse sobre los pilares

Se construye en la orilla y se lleva flotando hasta su emplazamiento.

El cajn se lleva por flotacin hasta el sitio de su emplazamiento y allse hunde lastrndolo o permitiendo el ingreso de agua a su interior mediante vlvulas.

Luego de apoyado en el fondo marino se lo llena con hormign.

Cajn abierto:Es una caja sin techo o fondo.Se puede emplear para puente o edificios

Si el ro es profundo el cajn se prepara en la orilla y de poca profundidad puede construirse en el mismo lugar sobre gabarras grandes.

Las paredes son gruesas y los bordes cortantes

Cajones abierto circulares

Estos cajones pueden ser utilizados cuando la estructura es demasiado grande para ser sostenida por un cajn rectangular.

Para un estribo de un puente

Para edificios grandes.

Cajones ms grandes en las esquinas e intersecciones

Cajones ms pequeos en el intermedio. Se pueden instalar con martillo.

Muros apoyados en los cajones.

Hundimiento de un cajn abierto

Tiene paredes gruesas y bordes cortantesSu hundimiento se logra extrayendo el material con la ayuda de chorros de agua y uso de cucharones (CLAM SHELL, puede alcanzar prof. hasta de 35 m). + Cargas temporales o sistema de reaccinTericamente no hay lmite de las profundidades que pueda alcanzar.La excavacin pueda que se realice bajo agua lo cual dificulta la instalacin. Tambin es una dificultad el flujo de suelos plsticos hacia el cajn.

Cajones neumticos:Se usan cuando se debe excavar un terreno hmedo bajo el agua.

Cmara de trabajo

Cable para la extraccin de material

Espacio para la extraccin de material

Tubera de entrada aire comprimido que equilibra la presin del agua + la del suelo.

Tubera de salida de aire

Entrada y salida de trabajadores

Bordes cortantes de las paredes que facilitan el hundimiento bajo su propio peso que aumenta a medida que se coloca hormign.

La superficie de concreto a determinado nivel de hundimiento siempre de estar por encima del nivel del agua.

Cuando se alcanza la prof. Proyectada se retira los tubos y cmaras y se llenan los tubos con concreto.

Prof. Limitada a 110 pies por debajo del nivel del agua. El personal a esta prof requiere trabajar a 50 pies de presin de aire (mx permitida)

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