UNIDAD IV: ASENTAMIENTOS
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
CONTENIDO TEMÁTICO
IV.1. Introducción
IV.2. Asentamiento instantáneo y elástico
IV.3.Asentamiento´por consolidación primaria
IV.4. Asentamiento por consolidación secundaria
IV.5. Asentamiento por abatimiento del NAF
IV.6. Asentamiento en arcillas preconsolidadas
IV.7. Asentamiento en arenas
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
IV.1. Introducción.
La deformación que sufre un suelo cuando se modifica su estado de esfuerzos original se conoce como asentamiento.
La determinación del asentamientos esta en función de dos variables:
Del tipo de material que conforme el estrato que se analiza.
El tiempo al que se desee determinarlo
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
Asentamientos totales (DHT)
DHT = DHE + DHi +DH cp + DH c a
DHE :Asentamiento elástico
DHi :Asentamiento Instantáneo
DHcp : Asentamiento por consolidación primaria
DHca :Asentamiento por consolidación secundaria
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
Tipo de material :
Grueso
DH = enat - emín
1 + eo
Por medio de pruebas de penetración estándar, compacidad, presión de contacto y geometría del elemento.
enat = eo. -relación de vacíos natural emín. -relación de vacíos mínima
Fino
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
DH T= DHc + DH a + DH E
N .- Número de golpes qadm. - Capacidad de carga admisible. B .- Ancho del elemento.
DH T : Asentamiento total
DHc : Asentamiento por consolidación primaria.
DHa : Asentamiento por consolidación secundaria
DHE : Asentamiento elástico o instantáneos
Tipo de suelo
Arcillosas saturadas
Finos muy blandos ó con materia orgánica y turba.**
Suelos gruesos y finos con un
G w < 90%
Asentamientos
DHT = DH cp + DHE *
DHT = DH cp + DH c a
DHT = DHE ó instantáneos
* En este tipo de suelos se aplica en el cálculo de expansiones a corto plazo , las cuales ocurren inmediatamente después de retirar el peso del terreno.
** La deformación elástica es muy pequeña por lo que se desprecia.
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
IV.2.Asentamientos instantáneos.
ez = sz
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
ex = ey = mez
ex = 1 (sx – (sy+sz))
ey = 1 (sy – (sx+sz))
ez = 1 (sz – (sx+sy))
La
deformación
volumétrica
DV = ex + ey + ez
r = ez dz 0
De la expresión de esfuerzos de Boussinesq sabemos que:
sz = 3 P z3
2 p R5
Si se considera el esfuerzo debajo de la carga, por lo tanto:
x = y = r = 0 ; R = z
sz = 3 P
2 p z2
Si se aplica la ley de Hook entonces
dr = 3 P dz
2 p Ez2
r = 3 P dz
2 p E z2 z
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
Considerando la deformación debajo una carga concentrada
r = DHE = 3 P (1 + m) (3 -2m) 2 p E z
r.- Asentamiento elástico (DHE )
P.- Carga concentrada
m.- Relación de Poisson
p.- Pi = 3.1415555……
E.- Módulo de elasticidad o MóduloYoung
Z.- Profundidad
Asentamiento elástico para carga distribuida por debajo de la carga.
d = DHE =w D (1 - m2) E
Asentamiento elástico para cargas distribuida en la periferia
d = DHE = 2 w D (1 - m2) p E
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
Expresión de Strainbreiner
w : Carga neta, en unidades de E
B’: Ancho menor efectivo, en unidades del asentamiento.
I1 : Factores de influencia, los cuales dependen de la relación L’/B’, ancho del estrato, relación de Poisson’s en donde se va a empotrar el elemento.
Eym : parámetros elásticos del suelo (Módulo de elasticidad y relación de Poisson)
tan-1 : en radianes
Centro Esquina
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
Asentamiento elástico promedio para cargas circular.
d = DHE = 8 w D (1 - m2) 3p E
Asentamiento elástico para cargas circular en una placa rígida.
rm = DHE = _w_ p R2
d = DHE = prm w 2R (1 - m2) 4E Ko = sh_ sv sh= Ko sv Ko =__
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
PARÁMETROS ELÁSTICOS EN SUELOS
En arenas E = 766 N (KN/m2) N .- Número de golpes de (SPT)
Arcillas normalmente consolidada
Arcilla preconsolidada
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
E = 2qc
E = 250c a
qc.- resistencia por penetración de cono estático
E = 500c c.- cohesión (se obtiene de una prueba no drenada del suelo en arcilla)
E = 750c a
E =1000c
Asentamiento
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
Propuesta de Jambu
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
IV.2. Asentamientos por consolidación primaria
DHcp = De _ H 1 + eo
eo . - Relación de vacios natural H .- Espesor
DHcp = av Ds _ H 1 + eo
DHcp = mv Ds H
a v : Coeficiente de compresibilidad
Ds. - Incremento medio de esfuerzo
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
DHcp= cc log s2/s1 ) H 1 + eo
mv.- Módulo de deformación volumétrica
cc.- Índice de compresibilidad
s1. Esfuerzo geoestático efectivo medio s2=s1+Ds
IV.5.Asentamientos por abatimiento del nivel freático.
Condiciones iniciales del N.A.F.
Condiciones finales del N.A.F.
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
IV.5.ASENTAMIENTOS EN ARENA.
Por medio del número de golpes de la prueba de penetración estandar.
Corrección si N’ >15
ASENTAMIENTOS EN ARENAS POR CON EL USO DEL FACTOR DE INFLUENCIA
DE LA DEFORMACIÓN UNITARIA.
:1
q : Esfuerzo al nivel de la cimentación
C1 :Factor de corrección para la profundidad de empotramiento de la cimentación.
C2 :Factor de corrección para considerar flujo plástico.
t : Tiempo en años.
q : g Df
Iz :Factor de influencia de la deformación unitaria en el centro del estrato
Ez : Modulo de elasticidad
Dz : Espesor del estrato
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
Asentamientos en arena(propuesta de Schmertmann y Hartman)
L = 1 B
Z = 0 IZ = 0.1
Z = Z1 = 0.5B IZ = 0.5
Z = Z2 = 2B IZ = 0
L = 10 B
Z = 0
IZ = 0.2
Z = Z1 = B IZ = 0.5
Z = Z2 = 4B IZ = 0
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
enat = relación de vacíos natural emín = relación de vacíos mínima
DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
MARÍA
NORMAS TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS PARA DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE CIMENTACIONES
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
3.3.2 ESTADOS LÍMITE DE SERVICIO
Los asentamientos instantáneos de las cimentaciones bajo solicitaciones estáticas se calcularán en primera aproximación usando los resultados de la teoría de la elasticidad previa estimación de los parámetros elásticos del terreno, a partir de la experiencia local o de pruebas directas o indirectas. Para suelos granulares, se tomará en cuenta el incremento de la rigidez del suelo con la presión de confinamiento.
Cuando el subsuelo esté constituido por estratos horizontales de características elásticas diferentes, será aceptable despreciar la influencia de las distintas rigideces de los estratos en la distribución de esfuerzos. El desplazamiento horizontal y el giro transitorios de la cimentación bajo las fuerzas cortantes y el momento de volteo generados por la segunda combinación de acciones se calcularán cuando proceda, como se indica en las Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo. La magnitud de las deformaciones permanentes que pueden presentarse bajo cargas accidentales cíclicas se podrá estimar con procedimientos de equilibrio límite para condiciones dinámicas.
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ
5.2 ESTADOS LÍMITE DE SERVICIO
Los valores esperados de los movimientos verticales y horizontales en el área de excavación y sus alrededores deberán ser suficientemente pequeños para que no causen daños a las construcciones e instalaciones adyacentes ni a los servicios públicos.Además, la recuperación por recarga no deberá ocasionar movimientos totales o diferenciales intolerables en el edificio que se construye.
MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ