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UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA – FACULTAD DE INGENIER�A DEPARTAMENTO CONSTRUCCIONES INGENIER�A CIVIL – INGENIER�A HIDRà ULICA GEOTECNIA II

Carrera CĂĄtedra

TP Nº 7 – FUNDACIONES EN ROCAS Elaboró

Ing. Giordano Pablo

RevisiĂłn

1

AĂ‘O

2017

EJERCICIO 1 Se desea construir una presa de gravedad de hormigón dada en el gråfico adjunto, fundada en un macizo rocoso con 2 familias de discontinuidades de rumbo paralelo al eje de presa, perpendiculares entre sí y buzando una hacia aguas arriba 20°. -

Las caracterĂ­sticas resistentes de las discontinuidades son: c=5,00 t/m2, Ă˜ = 14°

-

En la base de la presa (interfaz hormigĂłn–roca) se consideran las caracterĂ­sticas resistentes reducidas: c=15,00 t/m2, Ă˜ = 40°

10 m

đ?›žđ?‘?đ?‘&#x;đ?‘’đ?‘ đ?‘Ž = 2,40 đ?‘‡đ?‘›â „đ?‘š3

10 m

H = 50 m

đ?›žđ?‘šđ?‘Žđ?‘?đ?‘–đ?‘§đ?‘œ = 2,70 đ?‘‡đ?‘›â „đ?‘š3

0m

1,00 0,70 5m 20°

H disc = 28 m

a) Analizar la seguridad al deslizamiento por la base de la presa, considerando una hipĂłtesis de funcionamiento de drenes (eficiencia del orden del 50% en la reducciĂłn de la subpresiĂłn). b) Analizar la seguridad al deslizamiento por la cuĂąa que se genera por el sistema de las 2 discontinuidades. c) ÂżQuĂŠ soluciones propondrĂ­a para mejorar la seguridad al deslizamiento por la cuĂąa generada por el sistema de discontinuidades? d) Verificar las tensiones de contacto que transmite la obra al macizo.

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AĂ‘O

2017

EJERCICIO 2 Proyectar la fundaciĂłn de la pila de un puente a la torre de toma en una presa que tiene una carga vertical de 500t, considerando que los datos del macizo de fundaciĂłn con varias familias de discontinuidades son: sci = 100 Kg/cm2

mi = 15

RQD obtenido en perforaciones de exploraciĂłn para los primeros metros de profundidad arroja un valor medio de 25. La clasificaciĂłn del macizo conduce a GSI = RMR = 50, Grado de alteraciĂłn: D=1 E H° = 30000 MPa (mĂłdulo elĂĄstico del hormigĂłn) El estudio de la resistencia al corte del macizo conduce a los parĂĄmetros: Mohr-Coulomb: c = 139 t/m2, Ă˜ = 23° (para un nivel de tensiones: đ?œŽ = 10đ?‘€đ?‘?đ?‘Ž = đ?œŽđ?‘?đ?‘– ), Hoek-Brown:

m= 2.52 s=0.0039

Em = 600 MPa (modulo elĂĄstico del macizo rocoso)

Analizar las dos alternativas siguientes: e) FundaciĂłn directa superficial a travĂŠs de una platea circular apoyada a 1,00 m de profundidad, considerando 3 criterios de capacidad de carga: Peck, qu/5 (đ?œŽ3 = đ?œŽđ?‘?đ?‘– ), y Serrano-Olalla. f)

FundaciĂłn indirecta a travĂŠs de una pila de secciĂłn circular apoyada a 4,00 m de profundidad (en este caso considerar đ?œ?đ?‘&#x;đ?‘œđ?‘Ą = 0.10đ?œŽđ?‘?đ?‘– ). Calcular el asentamiento esperable de la fundaciĂłn.

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AĂ‘O

2017

OPCINAL EJERCICIO 3 Se desea conocer la profundidad de apoyo de cilindros de fundaciĂłn de 1,00 m de diĂĄmetro, que se utilizaran para materializar las fundaciones de un edificio como el de la figura. Los mismos se construirĂĄn empotrados en un macizo rocoso y deberĂĄn soportar una Q adm = 500 Tn. La exploraciĂłn del macizo, permite saber que se trata de una arenisca cementada, con las caracterĂ­sticas del cuadro que sigue. Utilizar intervalos de 1,00 m de longitud a partir de los -8,00 m de profundidad (cambio de estratigrafĂ­a) para definir la longitud de los cilindros. NO considerar el aporte resistente del suelo y tomar đ?œ?đ?‘&#x;đ?‘œđ?‘Ąđ?‘˘đ?‘&#x;đ?‘Ž đ?‘šđ?‘Žđ?‘?đ?‘–đ?‘§đ?‘œ = 0,10đ?œŽđ?‘?đ?‘– Entre 0,00 m y -8,00 m (SUELO BLANDO) cu

10 KN/cm2

∅u

5°

gh

20 KN/m3

A partir de los -8,00 m (MACIZO ROCOSO) sci

15 Mpa

RQD

95

RMR

70

Em

100 Mpa

EH°

30000 Mpa

gh

27 KN/m3

Considere un valor de empotramiento mĂ­nimo de los pilotes en el macizo rocoso del orden de 2 veces el diĂĄmetro.

0,00 Platea de HÂşAÂş Suelo Blando Cilindros -8,00 Macizo Rocoso

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AÑO

Estabilidad de la presa - análisis bidimensional Ejercicio 1 Deslizamiento por cuña formada por 2 sistemas de discontinuidades: Datos: H= 50 m H discont= 28 m g H°= a: Buz discont= 2.4 t/m3 20 ° a= 10 m c discont.= 5 t/m2 f discont.= i: pendiente: 0.7 14 ° g roca= b= 0m 2.7 t/m3

2017

Larr

a

b H

Ww:W agua= Wp:W presa= Wc:W cuña= Uar:U arriba= Uaj:U abajo= Ew:E agua=

509.6 3195.4 3293.2 1907.0 3192.8 1250.0

t/m t/m t/m t/m t/m t/m

Labj: L discont ag abj= Larr:L discont ag arr.= Ancho base presa=

Wp Ew Ww

76.93 m 10.19 m 42.00 m

1 i a

OK H discont

F estabilizantes geométricas=

2393.5 t/m

Fe= S W sen a

F normales a la discontinuidad=

3810.8 t/m

N = S W cos a + E w sen a -Uaj

F desestabilizantes totales=

Fd= Ew cos a + Uar 3081.6 t/m

F resistente= F solicitante=

FS= 1.94

Uaj

Fr = c L + N tg f 1334.8 t/m 688.1 t/m Fd - Fe

l s/ discont ar= l s/ discont abj=

Distancia [m]

Dist. 0 5.0 42.0

587.5 t/m

2818.3 t/m 1250.0 t/m

5.0 m 50% 15 t/m2 40 °

-50.0 0

10

20

30

40

0.0

U [t/m2] 50 22 0

50.0 100.0

Fr = c L + (W-U) tg f Fd = Ew

FS= 2.25

U - s total [t/m2]

Diagrama de subpresiones inferiores:

U

150.0

total Peso Empuje agua

200.0

Verificación de tensiones en la base: ancho de la base=

empuje agua peso subpresión

s arr = -70.9 152.2 -50.0 31.3 s mín

s dren = -54.0 134.1 -22.0 58.0 Verific. N tot

29.8 m 81.9 m

-100.0

Distancia del dren al paramento aguas arriba: b= Eficiencia del dren= c plano inferior= f plano inferior=

F resistentes totales= F desestabilizantes tot (solicit)=

Wc Uar

Estabilidad al deslizamiento por la base:

U total=

Labj

a

s abj = 70.9 0.0 0.0

42.00 m (+ horario) M cg base N 20833.3 -22372.0

W 0.0 3195.4

A 294.0 294.0

70.8 s máx 2607.92857 2607.92857

Válido solo para s totales positivas, si se despega el extremo el diagrama es triangular.

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a 42.0 42.0

21.0 42.0

0 5 42

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Ejercicio 2 Datos: s ci= mi = D fund.= g roca= RQD: GSI= RMR= D: alteración=

A) s admisible:

10 Mpa 15 1.00 m 2.7 t/m3 25 50 50 0.00

1) 2) s ult =

Q= c= f= Nf= m= s= De Roclab

1.39 Mpa 23 ° 2.28 2.52 0.0039

f (RQD) 3.00 MPa s ult / 5 con s 3 = s c 27.0 Mpa s adm = 5.41 MPa Orellana-Serrano (otra hoja) s adm = 1.23 MPa

3)

s adm adoptada= Area =

4.07 m2

D=

2.28 m

500 t

Peck 1974 RQD q adm [Mpa] 100 30.0 90 20.0 75 12.0 50 6.5 25 3.0 0 1.0

1.23 Mpa

B) t adh= L= f= Qu= FS=

1.00 4.00 1.20 1507.96 3

MPa m m t

Q adm=

502.65 t

E H°= E macizo=

30000 Mpa 600 MPa

E H/Em= L/D= If=

50 3.33 0.33

Se= Sd=

0.18 cm 0.69 cm

S tot=

0.87 cm

OK

OK

Deformación del “Hormigón”

Se 

Deformación de la punta de pilote (macizo)

Qu  L Ac  Ec

Sd 

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Qu  If D  Em


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FUNDACIONES EN ROCA Serrano y Olalla (1993)

Ph = b (Nb - z)

Carga de Hundimiento

b = m sci / 8 = (mi sci / 8) e ((RMR - 100)/28) z = 8 s / m2 = ( 8 / mi2) e((RMR - 100)/25.2) s01* = s1/b + z Sobrecarga Externa Normalizada i2= Inclinación de la carga respecto a la vertical s1 = presión vertical actuante en el contorno 1 a = Inclinación de la superficie del terreno junto a la zapata Tipo de Roca = RMR = sci = mi = D= gr= s1 = a= i2 =

Arenosas 50 Rock Mass Ratio 10 [MPa] Resist. Comp. Simple 15 1 [m] Profundidad [KN/m3] 27 0.027 [MPa] 0 [º] 0 [º]

b= z= s01* = Nb 

3.14 0.0049 0.013 5.5

[MPa]

Ph =

17.28

[MPa]

Tipo de Roca Carbonática Arcillosa Arenosas Ignea Grano Fino Ígnea Grano Grueso

mi 7 10 15 17 25

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F = Fp * Fm Fp = Fm =

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14 Factor de Seguridad 14 Factor de Seguridad ante Variaciones Estadísticas 1 Factor de Seguridad por incertidumbre de criterio plástico Ph adm =

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1.23 [MPa] 12.58 [Kg/cm 2]

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